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Mößbauer-Spektrum einer bemalten Keramik. Die Auswertung der
Linien zeigen dessen Zusammensetzung.1
3MößbauerEff ekteMehr Informationen:
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Tonkeramik war in der vor- und frühgeschichtlichenZeit eine
wichtige Handelsware und diente als Kochgeschirr, Vorratsgefäß oder
Grabbeigabe. Die hier ausgestellten Funde stammen aus dem Oppidum
von Manching (südlich von Ingolstadt), einer von etwa 280 bis 40 v.
Chr. bewohnten großen Keltensiedlung, die seit Ende des 19. Jh.
erforscht wird. Die Verwendung von Keramiken gibt einen tiefen
Einblick in das Leben vergangener Zeiten.
Bei der Untersuchung alter Tonscherben liegt derSchnittpunkt zur
Physik in der spezifi schen Verteilung von Eisenverbindungen, die
je nachHerkunftsort des Tons und der Herstellungsart der Keramik
einzigartig ist. Das ausgestellte Mößbauer-Spektrometer der
Wissenschaftlichen Elektronik GmbH von 1984 lieferte dazu wichtige
Messdaten.
Mößbauer-Archäologie – Keramik erzählen lassen
Mit der Mößbauerspektroskopie lassen sich die metallische und
chemische Beschaff enheit von Tonscherben analysieren und die
Verteilung der Eisenverbindungen genau bestimmen.
Das Verfahren beruht auf der rückstoßfreien Absorption von
Gammastrahlen durch Atomkerne.Diese kann mit sehr großer Präzision
gemessenwerden und Aufschluss über den genauenEnergiezustand der
Atomkerne geben. WinzigsteAbweichungen dieser Energie lassen
Rückschlüsse auf die chemische Umgebung der Atome zu.
Für jede chemische Verbindung ergibt sich so ein defi niertes
Spektrum, das wie ein Fingerabdruck auf seine Herstellung verweisen
kann. Was fehlt ist nun eine entsprechende Fingerabdruckkartei.
Geschwindigkeit (mm / s)
-6 0 6
95
100
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Modell des Oppidiums von Manching.
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MößbauerEffekte
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Diese Kartei oder besser gesagt dieser Musterkatalog wurde
experimentell angelegt. Im Labor mussten dazu Keramiken mit
verschiedenen Brenntechniken und aus verschiedenen Tonproben
gefertigt werden. Sie wurden alle spektroskopisch untersucht und zu
einem Katalog von definierten Mößbauer-Spektren zusammengefasst.
Dieser konnten dann mit den spektrometrischen Ergebnisse der
Manchinger Keramikfunde verglichen werden.
Auf diese Weise gelang es, die Herstellungsverfahren der
keltischen Fundstücke zu rekonstruieren. Sie waren auf einem
unerwartet hohem technischen Niveau. Herstellungsorte konnten
zugeordnet werden und auch die dazugehörigen Handelswege. Sogar
Rückschlüsse auf das Wirtschaftssystem der Kelten erlaubten die
Messungen dieser Scherben.
Das Oppidum von Manching war nördlich der Alpen als große
keltische Siedlung ein bedeutendes Wirtschafts- und Handelszentrum.
Von einer 7,3 km langen Stadtmauer umgeben, wohnten dort um 130 v.
Chr. 5.000 – 10.000 Einwohner. Die Lage an zwei wichtigen
Verkehrsrouten ermöglichte den Handel bis zum Mittelmeer. Der
Niedergang erfolgte mit dem Zusammenbruch des keltischen
Wirtschaftssystems im Rahmen der römischen Expansion im ersten
vorchristlichen Jahrhundert. Wie kaum ein anderes
geisteswissenschaftliches Fach wendet die Archäologie
naturwissenschaftliche Untersuchungsmethoden an. So auch bei dieser
interdisziplinären Zusammenarbeit in München zwischen dem
Physik-Department der Technischen Universität und der
Prähistorische Staatssammlung.
Das Oppidium von Manching – Physiker und Archäologen
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In pre-historic and early-historic times, clay ceramics were a
significant trading com-modity and were used as cooking pots and
storage vessels or as burial objects. The exhibits on display here
are from the Oppidum of Manching (south of Ingolstadt), a major
Celtic city-like settlement dating back to around 280 to 40 BC. The
use of ceramics provides us with considerable insight into how life
was lived in the past.The reason that physics joins forces with the
study of old fragments of clay lies in the striking distribution of
iron compounds that, depending on the origin of the clay and the
firing techniques used, can be unique. The 1984 Wissenschaftliche
Elektronik GmbH Mößbauer spectrometer on display here has supplied
significant measurement data.
Mößbauer spectroscopy enables the analysisof the metallic or
chemical properties sam-ples containing iron and hence enables the
distribution of the iron compounds to be determined precisely. The
process is based on the recoilless absorp-tion of gamma rays by
atomic nuclei. This can be measured with extreme precision and
provides information about the energy state of the nuclei. Minute
deviations in this energy allow us to draw conclusions about the
chemical environment of these nuclei. For every chemical compound,
a unique spectrum is thus which can identify its origin like a
fingerprint. All that was missing was the fingerprint index.
This index, or rather this catalogue of samples, was created in
an experiment. In the laboratory, ceramics made using different
firing techniques and from different clay samples had to be
produced. After they had been analysed using spectroscopy it was
possible to create a catalogue of defined Mößbauer spectrums. It
was now possible to compare the spectrometric results of the
ceramics excavated at Manching with the data from the catalogue.
This enabled the produc-tion processes behind the Celtic finds to
be reconstructed. They proved to be unexpected-ly sophisticated.
Production locations could be allocated and thus also trade
networks. The measurements performed on the frag-ments from this
site even enabled experts to draw conclusions about the Celtic
economy.
Mössbauer effects
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Mößbauer and Archaeology: Letting Ceramics Tell Their Stories
The Oppidum of Manching – Physics Meets Archaeology
The Oppidum of Manching was a major Celtic settlement and the
most important economic and trading centre north of the Alps. In
around 130 BC, it was home to 5,000 to 10,000 people, who were
protected by a 7.3 kilometre-long wall. Its location on two major
trade routes permitted trade as far as the Mediterranean. The
demise of Manching came with the collapse of the Celtic economic
system in the wake of the Roman expansion in the first century BC.
Archaeology’s use of scientific research methods is almost without
equal among arts and humanities disciplines. We see it demonstrated
here, too, in the form of the inter-disciplinary cooperation
between the Physics Department of the Technical University of
Munich and the Pre-historic Collection of the Bavarian State in
Munich.
Picture captions: Mößbauer spectrum of a painted ceramic. The
evaluation of different lines shows their composition. Model of the
Oppidium of Manching.